مشاريع مختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية

يقدم ” دراسات خضراء ” دراسة وتنفيذ العديد من مشاريع التقانة الحيوية الخضراء ومختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية وبطاقات إنتاجية مختلفة من ” ربع مليون شتلة نسيجية وإلى مليون شتلة نسيجية سنويا “  وبإختصصات مختلفة والتي نذكر بعضها فيما يلي :

1- دراسة وتنفيذ مشروع مختبرعام لزراعة الخلايا والأنسجة النباتية

2- دراسة وتنفيذ مشروع مختبر للإكثار النسيجي للنباتات البرية

3- دراسة وتنفيذ مشروع مختبر للإكثار النسيجي لإنتاج نباتات الزينة وأزهار القطف .

4- دراسة وتنفيذ مشروع مختبر لحفظ الذخائر الوراثية النباتية بأحدث طرق الحفظ الخليوي.
” النخيل الثمري , أشجار الفاكهة , نباتات وأشجار الزينة , النباتات البرية “ 

تجهيزات كاملة لإنشاء مختبر لزراعة الخلايا والأنسجة النباتية

كما يقدم ” دراسات خضراء ” دراسة وتنفيذ مشروع مختبر لزراعة الخلايا وبتأمين كافة مخططاته وإحتياجاته ومستلزماته بشكل كامل والتي تشمل البنود التالية :
1- المخططات الإنشائية للمختبر.
2- مخططات توزيع الأجهزة والمستلزمات المخبرية على الغرف.
3- مخططات توزيع الطاقة والمياه والتحكم بالحرارة والضوء والرطوبة لغرف المختبر.
4- الأجهزة المخبرية.
5- المستلزمات الزجاجية.
6- المستلزمات المعدنية.
7- المواد الأولية الكيميائية.
8- تجهيزات المفروشات الخاصة بالمختبر.
9- بيت التقسية وتجهيزاته.
10- الكادر الفني والوظيفي.

أهمية وفوائد مختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية

Importance and benefits of plant tissue culture laboratories


الدكتور مجد جرعتلي – دكتوراة في العلوم الزراعية – إختصاص زراعة الخلايا والأنسجة النباتية

دراسات خضراء – 2017

مقدمة :

تعتبر ” زراعة الخلايا والأنسجة النباتية “ plant tissue culture  ” من أحدث و أهم الإختصاصات الزراعية في العالموالتي تعتمد على علوم وأسس التقانة الحيوية الخضراء “ Green biotechnology  ” والتي تعتبر من أشهر العلوم  المتطورة والمستخدمة حاليا وأكثرها فائدة للبشرية جمعاء, والتي قدمت  من المرابح المالية والإنجازات الزراعية المفيدة كماً وكيفاً وفي سنوات قليلة في الإنتاج الزراعي و التحسين الوراثي و التهجين ما لم تقدمه  الطرق التقليدية المتبعة سابقاً وذلك خلال كل القرون الماضية. كما توفر ” التقانة الحيوية  الخضراء ” رديفا هاما ومساعدا في تحقيق كل من ” الأمن الغذائي ” و ” حماية البيئة ”  للدول وذلك من خلال  أدوات فعالة تعتمد على التنمية المستدامة لقطاعات الزراعة والغابات، إضافة الى إنتاج المحاصيل الزراعية وبالتالي الأغذية. ومن شأن التقانة الحيوية ، عند إدماجها على نحو ملائم مع التقنيات الأخرى في  الإنتاج الزراعي وإنتاج الأغذية، والخدمات والمنتجات الزراعية والبيئة ، أن تساهم  بصورة واسعة وكبيرة وسريعة فى تلبية إحتياجات الأعداد المتنامية من السكان الذين يتزايد وجودهم  ويزداد معهم الطلب على الغذاء في كافة دول العالم  خلال الألفية القادمة.

الإنتاج الهائل من النباتات النسيجية
الإنتاج الهائل من النباتات النسيجية

تعريف زراعة الخلايا والأنسجة النباتية:

هي عزل وإنماء خلية أو نسيج من النبات في شروط معقمة ووضعه في وسط مضبوط التغذية ومعقم  ضمن حاوية زجاجية شفافة ومختومة ومن ثم وضعه في ظروف بيئية إصطناعية مثالية من حيث الحرارة والرطوبة والضوء.

الإكثار النسيجي لنباتات الزينة وأزهار القطف
الإكثار النسيجي لنباتات الزينة وأزهار القطف

ولقد تفوقت المختبرات التي نفذت في العديد من الدول العربية من قبل مكتب دراسات خضراء “ Green studies ”( 1990- 2017 ) في إنتاج ملايين الأشتال والفسائل النسيجية لمئات الأنواع والأصناف النباتية ونذكر منها على سبيل الذكر :

من الأشجار : أشجار الغاف “ Prosopis juliflora ” و أشجارالسمر ” Acacia tortilis” و أشجار السلم “Acacia ehrenbergiana وأشجار الباولونيا “ Paulownia ”  وأشجار القرم ” المانجروف الرمادي “Avicenna marina” والقهوة العربية ” البن العربي “ Coffea Arabica ” والعديد من الأشجار المثمرة مثل النخيل الثمري phoenix dactylifera- Date Palm والزيتون العادي Olea europaea والزيتون المتقزم وأنواع الحمضيات الموالح العادية” citrus ” والمتقزمة ومنها البرتقال الذهبي أو البرتقال الياباني الكيمكوات “  KumquatCitrus japonica

ومن نباتات المراعي Pasture plants تم الإكثار النسيجي لنبات الثمام “ Panicum Turgidum ”

والعديد من أنواع الخضار ومنها البطاطا “ البَطَاطِس “  Solanum tuberosum ”  وكافة أنواع المئات من نباتات الزينة الداخلية والخارجية “ Indoor and outdoor plants ” بالإضافة إلى نباتات أزهار القطف”  Cut flowers plants

وهذه الصور المرفقة مع المقالة مأخوذة من مختبرات قائمة وتمت دراستها وتنفيذها من قبل ” دراسات خضراء “.

الإكثار النسيجي لنباتات الأعلاف والمراعي
الإكثار النسيجي لنباتات الأعلاف والمراعي

وفيما يلي نقدم ملخصا عن  أهمية وفوائد الإنتاج النباتي في مختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية

الزراعة النسيبجية للبطاطا
الزراعة النسيبجية للبطاطا

أهمية وفوائد الإنتاج النباتي في مختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية

Benefits and importance of plant production in plant tissue culture laboratory

1- الإنتاج الكبير من الأشتال النسيجية الزراعية وبكافة انواعها حيث تبلغ إنتاجية المختبر من ” ربع مليون إلى ما يزيد عن مليون ” شتلة نسيجية سنويا ” بحسب الطاقة الإنتاجية للمختبر “.

2-  الأهمية الإقتصادية من خلال العائد المادي الكبير للمختبر وذلك في إنتاج الأشتال النسيجية  بأعداد كبيرة من (أشجارنخيل وفاكهة  ونباتات خضار مثل البطاطا .., نباتات تزينية ,أزهار قطف ,  نباتات طبية وعطرية وعلفية …) وبكلفة مالية بسيطة للشتلة النسيجية الواحدة .
33- الأهمية البيئية في إنتاج الأشتال النسيجية ذات الأهمية البيئية من الأشجار والنباتات البرية وزراعتها في بيئتها الأصلية وإعادة دورها البيئي الهام.
44- الإنتاج الهائل من الأشتال ضمن وحدة مساحة صغيرة  (مبنى المختبر) فقط مقارنة بالإنتاج بالطرق العادية الأخرى التي تحتاج إلى أراضي  زراعية كبيرة وبيوت بلاستيكية واسعة ( مدفأة ,أومكيفة) ومكلفة جداً في خدمتها ..
5- الإنتاج على مدار أشهر السنة دون إنتظار مواسم وفصول الإنتاج والتكاثر العادي.
6- عدم التأثر بالظروف الخارجية الجوية من العوامل المناخية الغير مساعدة .
77- السرعة الفائقة في الإنتاج إذ يمكن الحصول على مئات الألوف من الأشتال النسيجية بفترة زمنية قصيرة لا تتجاوز بمعدل (3-9) أشهر بحسب الصنف المطلوب إكثاره وإنتاجه .
8- إنتاج أشتال وفسائل سليمة خالية من الأمراض النباتية ومقاومة للأمراض الفيروسية الفتاكة.
9- إنتاج أشتال وفسائل ذات إنتاجية عالية وذات نوعية ممتازة ومقاومة للظروف البيئية السيئة والصعبة .
100- الإعتماد على أجزاء تكاثرية بسيطة للإنتاج الخليوي و دون الإعتماد على نباتات أمهات عالية التكلفة في أثمانها وكلفة إيوائها وتربيتها .
11- إمكانية بيع وتصدير كافة الأشتال والغراس النسيجية المنتجة في المختبر إلى كافة دول العالم.
122- لا ينتج عن العمل المخبري أي نفايات (غازية أوسائلة أو صلبة) تضر بالإنسان أو بالبيئة أوبكافة أشكال الحياة.

الزراعة النسيجية للنخيل الثمري
الزراعة النسيجية للنخيل الثمري

أهمية وفوائد إنشاء مختبر زراعة الخلايا والأنسجة النباتية للشركات أو المؤسسات الحكومية أوالخاصة :

1- تحسين وتطوير الأصناف النباتية المحلية.
إن تغير الظروف البيئية المحلية وتغير مقاومة الحشرات والأمراض للمبيدات وعدم الرضا عن الإنتاجية المتواضعة للمحاصيل المحلية  يدعونا إلى العمل من خلال الزراعة النسيجية على تحسين وتتطوير تلك الأصناف النباتية وبالشكل الذي يؤمن  إحتياجات السوق و يلائم بيئتنا و يلبي ذوق المستهلك المحلي لتلك المحاصيل .

أشتال ونباتات نسيجية تم إنتاجها في أحد المختبرات التي تم تنفيذها من قبل دراسات خضراء
نباتات نسيجية تم إنتاجها في أحد المختبرات التي تم تنفيذها من قبل دراسات خضراء

2- إكثار الأنواع والأصناف النباتية المنقرضة والشبة منقرضة.
هنالك العديد جدا من الأنواع والأصناف النباتية الهامة في وطننا العربي (الأشجار والشجيرات  البرية ,الغطاء النباتي)  إنقرضت والبعض منها أوشك على الإنقراض ولا يمكنه التكاثر بالشكل الطبيعي لمعاودة إنتشاره في الطبيعة من جديد , فيجب إكثارها نسيجيا للحصول على الأعداد الكبيرة و الكافية وإعادة إستزراعها من جديد في موطنها الأصلي.

3- إنتاج أشتال زراعية ذات مواصفات عالمية و خالية من الأمراض.
يعاني أصحاب المشاتل الزراعية من عدم تصدير منتجاتهم من الأشتال إلى الدول الخارجية لأنها منتجة بطرق الإكثار العادي والغير نسيجي وهذا ما يؤدي إلى بقاء كميات هائلة من الأشتال دون الإستفادة منها و تسبب الخسائر الفادحة لهم, أما في الإنتاج النسيجي فإنه يمكن تصدير كافة الأشتال والغراس لأن الإنتاج المخبري هو إنتاج نظيف ومعقم وخالي من كافة الأمراض .

نباتات نسيجية في بيت التقسية التابع لأحد المختبرات التي تم تنفيذها من قبل دراسات خضراء
نباتات نسيجية في بيت التقسية التابع لأحد المختبرات التي تم تنفيذها من قبل دراسات خضراء

4- إنتاج المحاصيل الزراعية ذات القيمة الغذائية العالية.
حققت مختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية العديد من الإنجازات العلمية الهامة وذلك في إنتاج المحاصيل الزراعية التي تتميز بإرتفاع القيمة الغذائية وذلك في نسب ( الفيتامينات, البروتين,النشويات ,السكريات ,الزيت..).

5-حفظ الذخائر الوراثية للنباتات بطرق الحفظ الخليوي.
تتعرض العديد من الأنواع والأصناف النباتية النقية في الوطن العربي إلى خطر الزوال أو خطر الإختلاطات الوراثية التي تؤدي إلى تغيير هذه الأصناف إلى أصنافا مغايرة تماما والطرق التي تحفظ بها حاليا ( كأشجار أو بذور) غير مجدية علميا, لذلك كان من الواجب حمايتها وحفظها من الضياع أو التشتت وتعتبر طريقة الحفظ الخليوي في مختبرات زراعة الخلايا والأنسجة النباتية من أحدث وأفضل الطرق لحفظ تلك الثروات النباتية والتي لا تقدر بثمن.

6- إنتاج الأصناف النباتية النادرة والصعبة التكاثر.
تعتبر طريقة الإكثار النسيجي المخبري من أفضل الحلول لإكثار الأصناف النباتية النادرة والصعبة التكاثر بطرق التكاثر العادي والتي تستورد وبأسعار خيالية مثل (أشجار ونباتات الزينة ,نخيل الزينة , أشجار الفواكه الإستوائية وغيرها من النباتات).

الزراعة النسيجية لأشجار الباولينيا
الزراعة النسيجية لأشجار الباولينيا

7- إنتاج أصناف نباتية جديدة.
تعتبر طريقة الإكثار النسيجي المخبري من أفضل الطرق لإنتاج أصنافا جديدة من كافة أنواع وأصناف  المملكة النباتية  وذلك  بواسطة إحداث الطفرات الصناعية الموجهة وبرامج الهندسة الوراثية النباتية ومنها إنتاج  نباتات ذات مواصفات خاصة فمنها ما له مناعة ضد الأمراض والحشرات و منها ما سوف يكون مصدر جديد للمواد الخام اللازمة لصناعة ( الأدوية والأغذية  وصناعة البلاستيك والدهانات والألياف والمواد اللاصقة والمنظفات) ذات المصدر النباتي  العضوي وليس البترولي أو الكيميائي الضار والملوث بالإضافة إلى العديد جدا من الأصناف النباتية الجديدة التي سوف تتصدر الصناعات الحيوية في المستقبل القريب.

نماذج مختلفة عن الإكثار النسيجي لبعض الأشجار البرية البيئية والشجيرات والأزهار ذات الأهمية الإقتصادية

صور للإكثار النسيجي بواسطة زراعة الخلايا والأنسجة النباتية لكل من:
أشجار الغاف – أشجار القرم المانجروف – القهوة العربية ” اليمنية “ وأزهار القطف ” الجاربيرا”

للدكتور مجد جرعتلي